Способ получения аминосодержащей целлюлозы

 

Изобретение относится к способу получения аминосодержащей целлюлозы и может быть использовано в процессах очистки сточных вод. Изобретение позволяет получить катионные флокулянты с повышенной флокуляционной активностью (остаточная мутность очищаемой воды при дозах флокулянта 0,5-10 м<SP POS="POST">2</SP>/л составляет 3,0-15,0 мг/л). Эффект достигается за счет использования при получении аминосодержащей целлюлозы первичных амидов карбоксиметилцеллюлозы и обработки их моно-, диили триэтаноламином и формальдегидом при молярном соотношении 1:1-2:1-2 соответственно в водно-спиртовой или водно-ацетоновой среде при 55-60°С в течение 2-3 ч. 1 табл.

ССНОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4227206/31-05 (22) 10.04.87 (46) 23.09.89. Бюл. 35 (72) В.Л.Лапенко, А.И.Сливкин, Д;Н.Смирнов, Л.Г.Зобнина и Г.Г.Сироткина (53) 661.728.892(088.8) (56) Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод.-М.:

Стройиздат, 1984, с.173.

Авторское свидетельство СССР ,1Ф 1052509, кл. С 08 В 15/06, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМИНОСОДЕРЖАЩЕЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (57) Изобретение относится к способу

Изобретение относится к области синтеза производных целлюлозы, в частности, к способу получения гидроксиалкиламинопроизводных карбоксиметилцеллюлозы в целях использования их в качестве флокулянтов при очистке сточных вод от взвешенных частиц.

Целью изобретения является получение водорастворимого полимера с повышенной флокуляционной активностью при очистке сточных вод.

Пример 1. Известным способом получают первичный амид карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) взаимодействием

КМЦ с аммиаком.

4,0 г (0,018 моль) Н-КМЦ со степенью полимеризации 400 и степенью замещения у =70- 80 выдерживают в за,крытой колбе в 15 мл 91Х-ного изопропанола, содержащего 2,78 г

„.80„;, 1509356 А 1 (51) 4 С 08 В 15/06//С 02 F 1/56

2 .получения аминосодержащей целлюлозы и может быть использовано в процессах очистки сточных вод, Изобретение позволяет получить катионные флокулянты с повышенной флокуляционной активностью (остаточная мутность очищае-, мой воды при дозах флокулянта 0 5 2

Э

10 м /л составляет 3,0-15,0 мг/л).

Эффект достигается sa счет использования при получении аминосодержащей целлюлозы первичных амидов карбоксиметилцеллюлоэы и обработки их моно- ди- или триэтаноламином и формальдегидом при молярном соотношении 1:(12):(1-2) соответственно в водно-спиртовой или водно-ацетоновой среде при о, е

55-60 С в течение 2-3 ч. 1 табл. (0,163 моль) NH 24 ч (34X воды от 3 веса исходного полимера). Полимер промывают 70Х-ным изопропанолом от

NH до нейтральной реакции, экстрагируют чистым изопропанолом для обезвоживания, сушат в вакууме. Выход

3,90 r. Полученный полимер растворяют в О,ЗЖ-ной HCl осаждают изопропанолом для обезвоживания, сушат в вакууме при 60 С. Выход 3,36 r (84X). Ю („ ù =26,1 дл/г (вода). Найдено: N ФЪ

2,21, М =8700. g =33,3 (процент амидирования карбоксигрупп).

10 г (0,015 моль) амида КМЦ с " = 4

=33 распределяют при перемешивании в и

120 мл смеси ацетон:вода (соотношение

7:3), во взвесь добавляют 2,6 мл

32Х-ного формалина (0,03 моль формальдегида) и 1,9 мл (0,03 моль) моно4 этаноламина, перемешивание продолжают!

50935

3

? ч при 55 С. Остаток отделяют на стеклянном фильтре, промывают иэопро с пянолом до нейтральной реакции фильтрата. Порошкообрязный продукт сушат в вакууме при 50 С ° Выход 7,4 г (66,5X). Найдено, X: N 2,70. Вычислено, Х: N 3,19. p| =17,92, степень аминометилирования 53,77Х, > д „

25,5 дл/г (вода 0,1Х).

Пример 2. Известным способом получают первичный амид КМЦ взаимодействием метилового эфира КМЦ с аммиаком.

4,0 г (0,018 моль) метилового 15 эфира КМЦ ((=46) помещают в

30 мп абсолютного этанола, Через взвесь при О С пропускают NH (в течение 2 ч) до привеса 5,2 г (0,3 моль NH ). Реакционную смесь

0 выдерживают при О С в течение 24 ч, разбавляют тройным объемом изопропанола, фильтруют, остаток на фильтрате экстрагируют 80Х-ным изопропанолом до нейтральной реакции. Полученный по- 25 лимер растворяют в 0 5Х-ной НС1, осаждают изопропанолом, эктрагируют изопропанолом для обезвоживания, сушат

0 в вакууме при 50 С. Выход 3,3 r (80Х), >g „ 8 = 25,7 дл/г (вода) . Най- 30 дено, Х: N 2,13. M, = 88800, = 33,7.

1,3 мл 32Х-ного формалина (0,015 моль формальдегида) и 0,93 мл (О,015 моль) моноэтаноламина раство-35 ряют в 120 мл смеси изопропанола:вода (сотношение 7:3), добавляют при перемешивании 10 r (0,015 моль) амида КМЦ с 1 =33 и продолжают перемешивание 3 ч при 60 С. Реакционную смесь40 разбавляют 100 мл безводного изопрапанола, интенсивно перемешивая массу, остаток отфильтровывают на стеклянном фильтре, промывают изопропанолом .До нейтральной Реакции фильтрата. 45

Аминометилированный амид КМЦ сушат в вакууме при 50 С. Выход 12 г (99X).

Найдено, Х: N 2,56. Вычислено,X: N

3,19. $ = 13,52, степень аминометилирования 40,57, „ = 25,6 дл/r (вода

0,lX).

Пример 3. 1,3.мл 32Х-ного формалина (0,015 моль формальдегида) .и 1,4 мл (0,015 моль) диэтаноламина или 2,2 мл (0,015 моль) триэта- 55 ноламина растворяют в 120 мп смеси изопропанол:вода (соотношение 7:3).

При перемешивании добавляют 10 г (0,015 моль) амида КМЦ (=33 и про6 4 должяют перемсшивание н течение 3 ч при 60 Г,, обявляют 100 мл изоиропаноля, остаток промывают безводным изопропанолом до нейтральной реакции фильтрята, сушат в вакууме при 50 С.

Для N-дигидроксиэтиламинометилпроизводного КМЦ выход 9,3 г (78,9Х).

Найдено, Х: N 2,78. Вычислено, Х:

N 2,78, (=33,37, степень аминометилирования 100Х. „ „ =39,0 дл/г (вода О, l X) .

Для N-тригидроксиэтиламиномети iпроизводного КМЦ выход 9,5 r (77Х).

Найдено, : N 2,24. Вычислено, Х: Ч

2,37. = 32,84, степень аминометилирования 98Х,(„, = 37,0 дл/г (вода

0,1X).

Пример 4, Испытание флокулирующей эффективности.

100 мп каолиновой суспензии с концентрацией 500 мл/г или 100 мл промстока стекольного производства перемешивают в течение 1 мин со скоростью

50-55 об/мин в присутствии 20 мг/л гидрата сульфата алюминия, добавляют

0,5-10 мг/л аминометилированных амидов КМЦ и продолжают перемешивание

5 мин. После 15-минутного отстаивания отбирают пробу осветленной воды из верхнего слоя для анализа. Оптическую плотность измеряют на фотоэлектрокалориметре КФК-2 (A =540 нм). Иэ данных по оптической плотности рассчитывают остаточную мутность.

Результаты испытаний флокулирующей эффективности аминометилированных амидов КМЦ на водной суспенэии каолина с концентрацией 500 мг/л в присутствии 20 мг/л гидрата сульфата алюминия приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения аминосодержащей целлюлозы путем обработки амида карбоксиметилцеллюлозы модифицирующим агентом с выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью получения водорастворимого полимера с повышенной флокуляционной активностью при очистке сточных вод, в качестве амида карбоксиметилцеллюлозы используют первичный амид карбоксиметилцеллюлозы, в качестве модифицирующего агента — смесь формальдегида и этаноламина, выбираемого из группы, включающей моно-, ди- и триэтаноламин, и обработку осуществляют в водно-спир5 1509356 6 товой илн водно -«петопоной среде в ном соотношении амида, зтанопампна течение 2-3 ч при 55-60" С при моляр- и формальпегида I; (I 2): (1-2) .

Полимер

При мер

Остаточная оза поимера, г/л мутность очищаемой воды, мг/л

N-гидроксиэтиламинометиламид КМЦ (Мс = 94000) N-гидроксиэтиламинометиламид КМЦ

М с 94000) 3 N-дигидроксиэтиламинометиламид КМЦ (M, = 100000) 4 Н-тригидроксиэтиламинометиламид КМЦ (M, = 107000) Из- Полиакриламид вестHbIH

Из- N-аминобензамидо-6вест- гексиламид КМЦ ный

Составитель В.Мкртычан

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Редактор Н.Бобкова

Заказ 5760/20

Тираж 411

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

0,5

1,0

5,0

8,0

10,0

0,5

I,0

4,0

8,0

10,0

0,5

1,0

3,5

5,0

8,0

10i0

0,5.

1,0

3,0

5,0

8,0

10,0

1,0

3,0

8,0

10,0

1,0

3,0

8,0

10,0

6I,0

21,15

19,7

57,4

89,0

64,6

57,4

4,4

3,6

12,6

61,0

30,5

3,5

9,0

30,9

40,5

34,5

20,5

3,0

10,0

31,0

39,5

120,0

40,8

30,4

30,0 !

28,4

87,6

67,2

60,8